SU1732423A2

SU1732423A2 - Power amplifier

Info

Publication number: SU1732423A2
Application number: SU894702801A
Authority: SU
Inventors: Виктор Васильевич Гончаров
Original assignee: Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор"
Priority date: 1989-04-20
Filing date: 1989-04-20
Publication date: 1992-05-07

Abstract

Изобретение относитс к радиотехнике и может быть использовано в усилительных схемах переменного напр жени и вл етс усовершенствованием устройства по авт. св. Ns 1532994. Цель изобретени - расширение диапазона частот усиливаемого сигнала . Усилитель мощности содержит усилительный каскад 1, блокЗ питани , коммутатор 4, блок 6 суммировани , блок 7 сравнени , блок управлени . Новым вл етс введение дополнительного входа в блок сравнени и подключенного к входу усилительного каскада 1, выполненного по схеме с общим коллектором. Сущность изобретени заключаетс в том, что предлагаемый усилитель мощности представл ет собой след щую систему регулировани , котора СП с XI 00 го N N) СО fcThe invention relates to radio engineering and can be used in alternating voltage amplifying circuits and is an improvement of the device according to the authors. St. Ns 1532994. The purpose of the invention is to expand the frequency range of the amplified signal. The power amplifier contains an amplifier stage 1, a power supply unit, a switch 4, a summation unit 6, a comparison unit 7, a control unit. New is the introduction of an additional input to the comparison unit and connected to the input of the amplifier stage 1, performed according to the scheme with a common collector. The essence of the invention is that the proposed power amplifier is a tracking control system, which is a joint venture with XI 00 th N N) CO fc

Description

подключает более высокий уровень питающего напр жений к усилителю мощности, поддержива напр жение на базо-коллек- торном переходе транзистора 2 усилительного каскада 1 на уровне не менее, чем напр жение, обеспечивающее заданный уровень нелинейных искажений, и отключает от усилител мощности тот или иной уровень питающего напр жени , поддержива напр жение на коллекторно-эмиттерном переходе транзистора 2 усилительного каскада 1 не более, чем разность между уровнем питающего напр жени , подключенного в данный момент времени и предыдущим (более низким уровнем питающего напр жени . 3 ил.connects a higher level of supply voltage to the power amplifier, maintaining the voltage at the base-collector junction of transistor 2 of the amplifier stage 1 at a level not lower than the voltage providing the specified level of non-linear distortions and disconnecting one or another level from the power amplifier supply voltage, maintaining the voltage at the collector-emitter junction of the transistor 2 of the amplifier stage 1 is no more than the difference between the level of the supply voltage connected at the time and the previous one (lower supply voltage. 3 Il.

Изобретение относитс к радиотехнике , а именно к усилител м мощности, и вл етс усовершенствованием устройства по авт. ев, Мз 1532994.The invention relates to radio engineering, namely to power amplifiers, and is an improvement of the device according to the authors. ev, mz 1532994.

Известный усилитель мощности содержит усилительный каскад, выполненный на транзисторе, блок питани , коммутатор, блок суммировани , блок сравнени , блок управлени и работает как след ща система регулировани , котора , подключа к усилительному каскаду тот или иной источник блока питани , поддерживает напр жение на крллекторно-эмиттерном переходе транзистора усилительного каскада на уровне не менее, чем напр жение, обеспечивающее заданный уровень нелинейных искажений и не более, чем разность между напр жением подключенного в данный момент к усилительному каскаду источника питани и напр жением предыдущего источника питани , сигнал управлени снимаетс с коллекторно-эмиттерного перехода транзистора усилительного каскада.The known power amplifier contains an amplifying cascade made on a transistor, a power supply unit, a switch, a summation unit, a comparison unit, a control unit and operates as a tracking control system, which, connected to the amplifying stage or another power supply unit, maintains the voltage on the power supply. - emitter junction of the transistor of the amplifier cascade at a level not less than the voltage providing a given level of nonlinear distortion and no more than the difference between the voltage connected in the data th moment to the amplifier stage and the power supply voltage of the previous power source, the control signal is removed from the collector-emitter junction of the transistor amplifier stage.

Из принципа работы усилител следует то, что его недостатком вл етс узкий диапазон усиливаемых частот. Причиной, обусловившей по вление этого недостатка, вл етс врем включени транзисторных ключей, оказывающее сильное вли ние на величину КПД и уровень нелинейных искажений .From the principle of operation of the amplifier, it follows that its disadvantage is the narrow range of amplified frequencies. The reason for this drawback is the turn on time of the transistor switches, which has a strong influence on the efficiency and nonlinear distortion.

Цель изобретени - расширение диапазона частот усиливаемого сигнала.The purpose of the invention is to expand the frequency range of the amplified signal.

Поставленна цель достигаетс тем, что в усилитель мощности введен дополнительный вход в блок сравнени , который соединен с входом усилительного каскада, транзистор усилительного каскада включен по схеме с общим коллектором, причем блок сравнени выполнен на первом и втором компараторах, выходы которых вл ютс соответственно первым и вторым выходами блока сравнени , между первым и вторым и между первым и дополнительным входами блока сравнени включены резистивные делители , выходы которых соединены с первым входом соответственно первого и второго компараторов, а вторые входы перThe goal is achieved by introducing an additional input into the power amplifier into the comparison unit, which is connected to the input of the amplifier cascade, the transistor of the amplifier cascade is connected according to a common collector circuit, the comparison unit being performed on the first and second comparators, the outputs of which are respectively the first and second the second outputs of the comparison unit, between the first and second and between the first and additional inputs of the comparison unit, include resistive dividers, the outputs of which are connected to the first input, respectively; the first- and second comparators, and the second inputs of lane

вого и второго компараторов вл ютс соответственно третьим и четвертым входами блока сравнени .The first and second comparators are respectively the third and fourth inputs of the comparison unit.

Сущность изобретени заключаетс вThe essence of the invention is

том, что формирование сигнала управлени на подключение более высокого уровн питающего напр жени осуществл етс по ре- зультату сравнени напр жени на базо-коллекторном переходе транзистораthat the formation of a control signal for connecting a higher level of the supply voltage is carried out as a result of a comparison of the voltage at the base-collector junction of the transistor

усилительного каскада с опорным напр жением , а формирование сигнала управлени на отключение того или иного уровн питающего напр жени осуществл етс по результату сравнени напр жени наthe amplifier stage with the reference voltage, and the formation of a control signal for disconnecting one or another level of the supply voltage is carried out according to the result of the comparison of the voltage

коллектор-эмиттерном переходе транзистора усилительного каскада с разностью напр жений между подключенным уровнем питающего напр жени и предыдущим уровнем питающего напр жени .the collector-emitter junction of the amplifier transistor transistor with a voltage difference between the connected level of the supply voltage and the previous level of the supply voltage.

На фиг. 1 представлена функциональна схема предлагаемого усилител мощности; на фиг. 2 - временные диаграммы работы усилител мощности.FIG. 1 shows a functional diagram of the proposed power amplifier; in fig. 2 - timing diagram of the power amplifier.

Усилитель мощности содержит усилительный каскад 1, выполненный на транзисторе 2, который включен по схеме с общим коллектором, блок 3 питани , блок 5 управлени , блок 6 суммировани , блок 7 сравнени (фиг. 1).The power amplifier contains an amplifying stage 1, made on a transistor 2, which is connected according to a common collector circuit, power supply unit 3, control unit 5, summation unit 6, comparison unit 7 (Fig. 1).

Усилитель мощности работает следующим образом.The power amplifier works as follows.

В момент времени ti (фиг. 2) напр жение на входе усилительного каскада 1 достигает значени , при котором напр жение наAt time ti (Fig. 2), the voltage at the input of the amplifier stage 1 reaches the value at which the voltage across

базо-коллекторном переходе транзистора 2 усилительного каскада 1 равно DH, поэтому сформирован сигнал управлени в контуре след щей системы, состо щей из усилительного каскада 1 блока 3 питани , коммутатора 4, блока 5 управлени , блока 6 суммировани , блоке 7 сравнени . Напр жение более высокого уровн EZ блока 3 питани подключитс к усилительному каскаду 1 в момент времениThe base-collector junction of the transistor 2 of the amplifier cascade 1 is DH, therefore a control signal is generated in the loop of the tracking system consisting of the amplifier cascade 1 of power supply 3, switch 4, control unit 5, summation unit 6, comparison unit 7. The higher voltage level of the EZ power supply unit 3 is connected to the amplifier stage 1 at the time

t2 ti + At,t2 ti + At,

где At tзад 1 - врем задержки на включение транзисторного ключа коммутатора 4.where At tzad 1 is the delay time for switching on the transistor switch 4.

Но так как изменение напр жени на базо-коллекторном переходе транзистора 2 предшествует изменению на его коллектор- но-эмиттерном переходе на величину времени задержки транзистора 2 усилительного каскада 1, а врем включени транзисторного ключа коммутатора 4 может быть меньше времени задержки транзистора 2 усилительного каскада, то уровень Е2 питающего напр жени подключитс рань- ше. чем напр жение на коллекторно-эмит- терном переходе транзистора 2 будет меньше UH.But since the change in voltage at the base-collector junction of transistor 2 precedes the change in its collector-emitter junction by the delay time of transistor 2 of the amplifier stage 1, and the turn-on time of the transistor switch switch 4 can be shorter than the delay time of the transistor 2 of the amplifier stage, then the supply voltage level E2 is connected earlier. the voltage across the collector-emitter junction of transistor 2 will be less than UH.

Таким образом, нет необходимости увеличивать дл высокочастотной части диапа- зона усиливаемых частот напр жение UH на величинуThus, it is not necessary to increase for the high-frequency part the range of amplified frequencies the voltage UH by

AU Um( sin ш Ь t2 - sin а) Ь ti) а это, в свою очередь, будет способствовать сохранению величины КПД в низкочастот- ной части диапазона частот усиливаемого сигнала.AU Um (sin Ь Ь t2 - sin a) Ь ti) and this, in turn, will help to maintain the efficiency value in the low-frequency part of the frequency range of the amplified signal.

Аналогичные процессы будут протекать и при подключении последующих уровней питающего напр жени блока 3 питани , Similar processes will also occur when connecting subsequent levels of the supply voltage of the power supply unit 3,

При уменьшении амплитуды входного сигнала, а следовательно, и выходного, след ща система, состо ща из усилительного каскада 1, блока 3 питани , коммутатора 4, блока 5 управлени , блока 6 суммирова- ни , блока 7 сравнени , сравнивает напр жение на коллекторно-эмиттерном переходе транзистора 2 усилительного каскада 1 с разностью напр жений между под- ключенным уровнем питающего напр жени и предыдущим уровнем питающего блока 3 питани . Так как изменениеWhen the amplitude of the input signal decreases, and hence the output signal, the tracking system, consisting of an amplifier stage 1, power supply unit 3, switch 4, control unit 5, summation unit 6, comparison unit 7, compares the voltage to the collector the emitter junction of the transistor 2 of the amplifying stage 1 with the voltage difference between the connected level of the supply voltage and the previous level of the supply unit 3 of the power supply. Since the change

&-№& -№

напр жени на коллекторно-эмиттерном переходе транзистора 2 в случае отключени уровней питающего напр жени предшествует изменению уровн напр жени питани , подаваемого через коммутатор 4 с блока 3 питани на усилительный каскад 1, то врем задержки включени транзисторного ключа коммутатора 4 не вли ет на уровень нелинейных искажений выходного напр жени .the voltage on the collector-emitter junction of transistor 2 in the event of disconnecting the supply voltage levels is preceded by a change in the voltage level of the power supplied through the switch 4 from the power supply unit 3 to the amplifier stage 1, the switching-on delay time of the transistor switch 4 does not affect the level of the non-linear output voltage distortion.

Claims

Claims of the invention Power amplifier according to auth. Mz 1532994, characterized in that. that, in order to expand the frequency range of the amplified signals, the comparison unit is made with an additional input to which the input of the amplifier cascade is connected, the transistor of which is connected according to the common collector circuit, while the comparison unit is performed on the first and second comparators, the outputs of which are respectively the first and the second outputs of the comparison unit, and the first and second resistive voltage dividers, whose taps are connected to the inverting inputs of the first and second comparators, respectively, with the first outputs The first and second resistive voltage dividers are connected and are the first input of the comparison unit, and the second terminals are -t, respectively, additional and second inputs of the comparison unit, while the inverting inputs of the first and second comparators are respectively the third and fourth inputs of the comparison unit .